Оптический линейный код SDH

Основной физической средой, используемой для передачи сигналов СЦИ, является оптическое волокно. Неслучайно американский вариант СЦИ носит название SONET – от английских слов Synchronous Optical NETwork, что переводится «синхронная оптическая сеть».

Передача сигналов по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) осуществляется с помощью модулированного светового луча, распространяющегося вдоль волоконного световода. Кабель может содержать от единиц до десятков и более волокон, заключенных в общую защитную оболочку.

Структурная схема ВОЛС приведена на рис. 6.33. Регенераторы служат для восстановления ослабленного затуханием сигнала. Длина регенерационной секции зависит от длины волны и типа волокна. На достаточно коротких участках регенераторы не нужны.

Рис. 6.33. – Схема ВОЛС

В SDH используется λ1 = 1310 нм, λ 2 = 1550 нм. Максимальные расстояния (длина регенерационного участка) – 60 км. В качестве оптимального кода используют код NRZ (not return to zero) – код без возвращения к нулю.

Кроме того, используют скремблирование сигнала для более надежной работы синхронизации SDH.

Рис. 6.34. – Процедура скрэмблирования

Процедура скремблирования позволяет придать линейному коду псевдослучайный характер, т.е. исключить появление длинных серий нулей и единиц, что в свою очередь обеспечивает высокую стабильность системы тактовой синхронизации на приемном конце.

Схема формирования кадра STM-1

Рис. 6.35. – Схема формирования кадра STM-1

Формирование кадра STM-1 происходит по различным схемам (см. рис. 6.35), в зависимости от тех потоков, которые упаковываются в кадр.

26 архитектура сци

Архитектура построения СЦИ

 

Для обеспечения высокой надежности в аппаратуре СЦИ используются различные виды резервирования. Как правило, блоки питания и другие важнейшие узлы дублируются. Для менее важных блоков возможна установка одного резервного блока на несколько однотипных основных. Возможности аппаратуры СЦИ позволяют строить надежные и живучие сети, организуя резервирование на сетевом уровне.

Синхронные мультиплексоры

Синхронные мультиплексоры заменяют целый набор оборудования ПЦИ. Они не только осуществляют мультиплексирование всех уровней, но и выполняют функции оборудования линейного тракта.

На вход синхронного мультиплексора могут поступать сигналы ПЦИ и СЦИ (электрические и оптические). Существуют мультиплексоры непосредственно воспринимающие каналы 64 Кбит/с, имеющие интерфейсы для подключения локальных сетей, FDDI, работы в асинхронном режиме переноса (АТМ) и др.

На линейной стороне может осуществляться передача на скоростях 155 Мбит/с ГМ-1), 622 Мбит/с (STM-4) или 2,5 Гбит/с (STM-16).

Возможные интерфейсы синхронного мультиплексора показаны на рис. 6.36.

Рис. 6.36. – Интерфейсы синхронных мультиплексоров

Сказанное не означает, что реальные типы аппаратуры содержат все перечисленные интерфейсы. Каждый конкретный мультиплексор имеет только небольшую часть из указанных на рис. 6.36. возможностей.

Наличие двух агрегатных оптических портов позволяет строить с помощью мультиплексоров такие конфигурации, как «кольцо», «цепочка», а также осуществлять резервирование потоков. Многие типы мультиплексоров могут иметь для целей резервирования и четыре оптических порта.

Топологии SDH

Рис. 6.37. – Конфигурация «точка-точка»

В этом случае мультиплексоры используются как оконечные. Передача может осуществляться по двум кабелям, один из которых является основным, а второй - резервным, что обеспечивает защиту от обрыва кабеля или отказа оборудования.

Рис. 6.38. – Цепочка ввода-вывода

В этой конфигурации два мультиплексора являются оконечными, а все промежуточные – мультиплексорами ввода-вывода (МВВ). Каждый из МВВ может ввести, вывести или переключить транзитом любой из потоков нагрузки. Например, МВВ 1-го уровня СЦИ может иметь до 63 портов нагрузки для потоков 2 Мбит/с вводить-выводить от 1 до 63 таких потоков (рис. 6.39.)

Рис. 6.39. – Пример мультиплексора ввода-вывода

Недостатком данной конфигурации является отсутствие резервирования. Для его преодоления служит конфигурация «кольцо» (рис. 6.40).

Рис. 6.40.

Эта топология широко используется для построения SDH сетей. Существуют два варианта их построения: однонаправленное и двунаправленное кольцо.

При первом варианте каждый входной поток направляется вокруг кольца в обоих направлениях, а на приемной стороне, как и в случае схемы 1+1, осуществляется выбор лучшего сигнала. Для построения кольца используются два волокна. Передача по всем основным путям происходит в одном направлении (например, по часовой стрелке), а по всем резервным - в противоположном (деление на основной и резервный пути здесь является условным, так как они оба равноправны). Поэтому такое кольцо называется однонаправленным, с переключением трактов или с закрепленным резервом. Схема прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения по основному и резервному путям в таком кольце изображена на рис. 6.41.

 

Рис. 6.41. – Однонаправленное кольцо

В случае двунаправленного кольца с двумя волокнами удвоение сигнала не производится. При нормальной работе каждый входной поток направляется вдоль кольца по кратчайшему пути в любом направлении (отсюда и название «двунаправленное»). При возникновении отказа посредством МВВ (мультиплексора ввода-вывода) на обоих концах отказавшего участка осуществляется переключение всего потока информации, поступавшего на этот участок, в обратном направлении. О таком кольце также говорят, что в нем осуществляется переключение секций или защита с совместно используемым резервом.

Пример двунаправленного кольца приведен на рис. 6.42 и рис. 6.43. На них показаны схемы прохождения сигналов обоих направлений передачи для одного соединения при нормальном режиме работы (рис. 6.42) и в аварийном режиме при отказе одного из участков кольца, перечеркнутого крестом (рис. 6.43).

 

Рис. 6.42. – Двунаправленное кольцо в нормальном режиме

 

Рис. 6.43. – Двунаправленное кольцо в аварийном режиме

При обоих вариантах возможно сохранение полной работоспособности сети при любом одиночном отказе.